宇宙膨胀的速度有多快?天文学家给出了答案,看完恍然大悟

宇宙膨胀的速度有多快?天文学家给出了答案,看完恍然大悟

早在近一个世纪前天文学家们就知道宇宙在膨胀,而且从宇宙大爆炸发生以来一直在持续膨胀。在宇宙的任何地方,所有星系,甚至包括我们自己所在的星系,都在彼此远离。哈勃太空望远镜提供了一个类比“就像是拿一个没有充气的气球举例,我们在上面画上点,每一个点代表一个星系,当你给气球充气时,球上的这些点就会互相远离。

然而,天文学家们仍在努力确定宇宙膨胀的确切速度,21世纪测得的膨胀率被宣布,我们称为哈勃常数,这一消息既令人兴奋,又令人困惑。这一估算是由HoliCOW做出的,HoliCOW是由德国马克斯普朗克研究所、瑞士洛桑联邦理工学院和其他机构的国际科学家领导的一个项目,这一数据与之前的一些相扶,但也与另一些其他数据不相符。

这种差异可能是统计学上的一种波动,这种波动能够在科学与技术变得更好的时候得以避免;或者这也可以完全归因于其他原因,比如超出我们对宇宙运作理解范围的新物理学。

多年来,科学家们通过地面和地球轨道上的强大望远镜一直在改进测量哈勃常数的方法。一些科学家通过研究宇宙微波背景来观察早期宇宙,即宇宙大爆炸产生的,直至今天依然充斥在整个宇宙的辐射;另一些科学家们观察时间更近一些的宇宙,他们研究造父变星的亮度跳动、超新星或者恒星爆炸,因为它们闪烁的亮度可以照亮整个星系。

哈勃常数的这一估计值,是来自对已知宇宙中最明亮天体的计算---附近三个星系和一些遥远的类星体的观察,这些数据将出现在英国皇家天文学会月报的5项研究中。类星体存在于一些遥远星系的核心,它们发出的光随着时间的推移闪烁。在我们的宇宙邻居中有一些星系是如此巨大,以至于他们会弯曲类星体发出的光,产生可以让天文学家看到的多个类星体的图像。光所到达的时间根据他们穿过星系的路径各有不同,光穿过星系的密集区域所花费的时间比穿过稀疏区域所花费的时间要长。科学家们通过分析这些图像的时间延误得出哈勃常数的精确估计。

HoliCOW将哈勃常数估计为每秒每百万秒差距71.9千米(1百万秒相当于330万光年)。在2015年,另一个团队通过对宇宙微波背景辐射的观察确定了这个速度为每秒每百万秒67.8千米。2016年,一个不同的研究小组通过对造父变星和超新星的观察,得出每秒每百万秒差距73.2千米的数据。这一数字高于大多早前的估计,这让许多天文学家感到惊讶。哈勃望远镜自己的估值---每秒每百万秒差距500千米是被吹离的,但当正确的技术还没有出现时,这就是发现的本质。

该项目的负责人、马克思普朗克研究所的Sherry Suyu在一次媒体声明中说道:“宇宙膨胀的速度现在开始用许多不同的方法测量,如此高的精确度使得实际的差异可能指向我们对宇宙知识之外的新物理学”

H0LiCOW团队计划通过测量多达100个类星体的光来扩展他们的研究。这是大多数天文学家现在能做的:测量他们能看到的微小的银色物质,这些大多来自恒星、星系、宇宙爆炸发出的闪光。他们看不到构成宇宙95%的物质:暗能量、暗物质、暗辐射,这才是棘手的一部分,因为在这些没有光的物质中可能会有答案。

宇宙的膨胀是宇宙两个遥远部分之间的距离随时间的增加而增加。这是一种内在的膨胀,随着空间尺度尺度的变化而变化,宇宙不会膨胀成任何东西,也不需要外部空间存在。从技术上来讲,空间和空间中的物体都不会移动,相反的,是控制时空大小和几何形状的规度本身在尺度上发生了变化。虽然光和时空中的物体的速度不能超过光速,但这个限制并不限制规度本身。从观察着的角度来看太空在膨胀,除了最近的星系外所有的星系都在向远处退宿。

在宇宙大爆炸后大约10*-32秒的通胀时期,宇宙突然扩大,它的体积增加了至少10*780倍(一个扩张的距离至少10*26倍在三个维度),相当于扩大对象1纳米的长度,(10*-9米,大约一半DNA分子的宽度),大约10.6光年长(约10*17或62万亿英里)。宇宙在此之后曳光弹缓慢地膨胀,知道大爆炸后约98亿年(40亿年前),宇宙才开始以更快地速度膨胀,现在依然如此。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. theatlantic- doctor.261

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